Прорыв в молекулярных вычислениях
Команда исследователей из Университета Мейнуэт (Ирландия) представила систему Scaffolded DNA Computer (SDC), опубликованную в журнале Nature 16 сентября. Это устройство способно выполнять сложные математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение и деление, используя только химическую энергию. Система успешно обработала 10 различных программ, включая вычисления с 100-битными числами, демонстрируя высокую надежность без использования традиционных методов программной коррекции ошибок.
Как работает «безэлектрический» процессор
В отличие от кремниевых чипов, переключающих транзисторы между состояниями 0 и 1 с помощью напряжения, SDC использует принцип ДНК-оригами. Ученые спроектировали длинную основную цепь ДНК и сотни коротких «скрепляющих» нитей. При нагревании и последующем охлаждении смеси в пробирке с водой и солью молекулы самоорганизуются в микроскопическую вычислительную сетку. Термическая энергия запускает химические реакции, заставляя молекулы перестраиваться в наиболее стабильное состояние, которое и представляет собой ответ на алгоритм.
Сравнение технологий: кремний против ДНК
| Параметр | Традиционный кремниевый компьютер | SDC (DNA Computer) |
|---|---|---|
| Источник энергии | Электричество (напряжение) | Термическая/химическая энергия |
| Базовая единица | Транзистор (0 или 1) | Связывание пар оснований (A, T, C, G) |
| Коррекция ошибок | Требуется программное обеспечение | Отсутствует (физическая стабильность) |
| Сложность вычислений | Зависит от архитектуры CPU | 100-битные операции без ошибок |
Почему это важно для энергетики и биомедицины
Главное преимущество технологии — нулевое потребление электроэнергии в момент вычислений. Это критически важно в контексте растущих энергозатрат ИИ и дата-центров. Например, в 2025 году на Ирландию, где проводились исследования, пришлось 23% потребления электроэнергии всей страной из-за работы дата-центров. Кроме того, SDC открывает путь к созданию молекулярных систем, способных функционировать внутри живых клеток для раннего обнаружения заболеваний, что делает вычисления невидимыми для организма.
Источник: Tom's Hardware ↗